《机械基础（彩色版）（第二版）》 课件 第7、8章　机械的润滑、密封与安全防护；液压传动与气压传动

第7章机械的润滑、密封与安全防护396§7-1机械润滑§7-2机械密封机械安全防护§7-3§7-1机械润滑397一、润滑剂的种类、性能及选用原则常用的润滑剂包括润滑油、润滑脂、固体润滑剂和气体润滑剂等，其性能及选用原则见下表。398润滑剂的性能及选用原则399润滑剂的性能及选用原则在机械中加入润滑剂，主要起以下作用。4001.润滑作用在两个摩擦表面之间形成一层油膜，从而降低摩擦阻力。2.冷却作用润滑油的流动将机械摩擦中产生的热量带走，从而使零件工作温度不致过高。3.洗涤作用润滑油的流动将摩擦表面上的脏物冲走。二、机械常用润滑剂和润滑方法1.机械常用润滑油及其润滑方法（1）机械常用润滑油润滑油中使用最广泛的是矿物油。国产润滑油的品名、牌号大部分按照使用机具的名称来确定。（2）润滑方法润滑方法是指将润滑剂按规定要求送往各润滑点的方法。润滑装置是为实现润滑剂按确定润滑方式供给而采用的各种零部件及设备。润滑油润滑方法有手工给油润滑和连续供油润滑两种。4012.机械常用润滑脂及其润滑方法（1）机械常用润滑脂与润滑油相比，润滑脂的流动性、冷却效果都较差，杂质也不易去除，因此润滑脂多用于低、中速机械。1）钙基（皂）润滑脂（俗称牛油、黄油）。该润滑脂用途最广，适用于工作温度不高、潮湿的金属摩擦件，如水泵轴承等。2）钠基（皂）润滑脂。其耐热性好，但不耐水。常用于高温重负荷处，如机车大轴轴承。402（2）润滑方法1）手工润滑方法。它是利用注脂枪把润滑脂从注油孔注入或者直接手工填入润滑部位的方法，属于压力润滑方法。其常用于高速运转而又不需要经常补充润滑脂的部位。2）滴下润滑方法。它是将润滑脂装在脂杯里，向润滑部位滴下润滑脂进行润滑的方法。3）集中润滑方法。它是由脂泵将脂罐里的润滑脂输送到各管道，再经分配阀将润滑脂定时、定量地分送到各润滑点的方法。403*三、典型零部件的润滑方法1.齿轮传动机构的润滑（1）闭式齿轮传动机构的润滑齿轮的圆周速度

v<0.8m/s（轻载闭式齿轮传动）时，一般采用润滑脂润滑，否则应采用润滑油润滑。用润滑油的润滑方法主要是浸油润滑、飞溅润滑和压力润滑等。（2）开式、半开式齿轮传动机构的润滑开式齿轮传动机构一般速度较低、载荷较大、接触灰尘和水分、工作条件差且油易流失。速度不高的开式齿轮也可采用脂润滑。开式齿轮传动机构的润滑可用手工润滑、滴油润滑、浸油润滑、飞溅润滑等方法。4042.滚动轴承的润滑滚动轴承可采用润滑油润滑或润滑脂润滑。3.滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑方法可根据系数

k

选择：式中p——轴承的平均压强，MPa；

v——轴颈线速度，m/s。4054.链传动机构的润滑链传动机构的润滑至关重要。合适的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长其使用寿命。链传动机构的润滑方法可根据下图选取。通常有四种润滑方法：Ⅰ——手工润滑，人工定期用油壶或油刷给油；Ⅱ——滴油润滑，用油杯通过油管向松边内、外链板间隙处滴油；Ⅲ——浸油润滑或飞溅润滑，采用密封的传动箱体，前者链条及链轮一部分浸入油中，后者采用直径较大的甩油盘溅油；Ⅳ——压力润滑或油雾润滑，用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却的作用。406407链传动机构的润滑方法Ⅰ——手工润滑Ⅱ——滴油润滑Ⅲ——浸油润滑或飞溅润滑Ⅳ——压力润滑或油雾润滑§7-2机械密封408一、静密封静密封只要求接合面间有连续闭合的压力区，没有相对运动，因此没有因密封件而带来的摩擦、磨损问题。常见的静密封方法有以下几种。1.研磨面密封这是最简单的静密封方法，要求将接合面研磨加工得平整、光洁，并在压力下贴紧。但是当加工要求高，密封要求高时，这种方法的密封效果不理想。2.垫片密封这是较普遍的静密封方法。它是在接合面间加垫片，并在压力下使垫片产生弹性或塑性变形，从而填满密封面上的不平，消除间隙，以达到密封的目的。4093.密封胶密封在接合面上涂密封胶是一种简便的静密封方法。密封胶有一定的流动性，容易充满接合面的间隙，其黏附在金属面上能大大减少泄漏，即使在较粗糙的表面上密封效果也很好。4.密封圈密封在接合面上开密封圈槽，装入密封圈，利用其在接合面间形成严密的压力区来达到密封的目的。这种方法的密封效果很好。410二、动密封由于动密封的两个接合面之间具有相对运动，因此选择动密封件时，既要考虑密封性能，又要避免或减少由于密封件而带来的摩擦发热和磨损，以保证一定的使用寿命。回转轴的动密封方法有接触式、非接触式和组合式三种类型，见下表。411回转轴的动密封方法412回转轴的动密封方法§7-3机械安全防护413*一、机械噪声的形成和防护措施用1.机械噪声的形成（1）回转运动平衡失调引起振动而产生的噪声。（2）往复运动惯性力冲击引起振动而产生的噪声。（3）撞击引起振动而辐射的噪声。（4）接触摩擦引起振动而辐射的噪声。（5）振动传递引起机架、机罩、机座、管道等振动而辐射的噪声。4142.机械噪声的防护措施防护措施：一方面可通过改进声源设备的结构，提高部件的加工精度和装配质量，采用合理的操作方法等降低声源的噪声发射功率；另一方面可利用声的吸收、反射、干涉等特性，采用吸声、隔声、减振、隔振等技术，以及安装消声器等，控制声源的噪声辐射。415二、机械传动装置中的危险零部件操作人员易于接近的各种可动零部件都是机械的危险部位，机械加工设备的加工区也是危险部位。常见的危险零部件主要有：旋转轴、传动部件、不连续的旋转零件、带与带轮、链与链轮、旋转的砂轮、飞轮、往复式冲压工具、蜗轮和蜗杆、旋转的刀具、旋转的曲轴和曲柄、旋转运动部件的凸出物等。416旋转的砂轮三、机械伤害的成因及防护措施1.机械伤害的成因（1）物的不安全状态机械设备的质量、技术、性能上的缺陷以及在制造、维护、保养、使用、管理等诸多环节上存在的不足，是导致机械伤害的直接原因之一。417（2）人的不安全行为人的不安全行为是造成机械伤害的又一直接原因，具体表现为：1）操作失误，忽视安全警告，缺乏应有的安全意识和自我防护意识，思想麻痹，违章指挥，违章作业，违反操作规程。2）操作人员野蛮操作，导致机器设备的安全装置失效或失灵，造成设备本身处于不安全状态。3）手工代替工具操作或冒险进入危险场所、区域。4）机械运转时加油、维修、清扫，或进入危险区域进行检查、安装、调试，虽关停了设备，但未开启限位或保险装置，又无他人在场监护，将身体置于他人可启动设备的危险之中。5）操作者未使用或佩戴个人防护用品等。4182.防护措施（1）眼睛的防护大多数情况下，可以选用普通的平光镜，进行磨削操作时必须佩戴有防护罩的防护眼镜，防止飞溅的磨削颗粒从侧面打进眼睛。（2）听力的防护听力的防护就是要避免机械噪声对人的听力造成损伤。（3）着装、服饰与头发的防护在机械加工车间工作时，应当按照车间要求正确着装。（4）脚部的防护在机械加工车间里生产作业时要避免工件落在脚上而造成伤害。进入机械加工车间时，最好穿坚实的劳保鞋。419（5）手部的防护除了眼睛，手是身体直接参与工作的最重要的部分，保护好手就是保护好自己的未来。在生产过程中，不要用手直接接触机床上的金属切屑，应使用钩子清除。此外，还应注意不要用布去擦除切屑，否则会使切屑嵌入布中而易扎伤手；如果不小心，布还会被卷进转动的机器里而造成伤害。（6）严禁在车间打闹车间不是打闹、玩耍的场所，一些不经意的玩笑可能会给人带来严重的伤害。（7）受伤后的处理如果在车间不慎受伤，应在第一时间救治。420第6章支承零部件421§6-1轴§6-2滑动轴承滚动轴承§6-3§6-1轴422一、轴的分类、特点和应用轴是机器中最基本、最重要的零件之一。它的主要功用是支承回转零件（如齿轮、带轮等），传递运动和动力。对轴的一般要求是要有足够的强度、合理的结构和良好的工艺性。根据轴线形状的不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性钢丝软轴（简称挠性轴），见下表。423424轴的分类425轴的分类根据承载情况不同，直轴又分为心轴、传动轴和转轴三类，其应用特点见下表。426

心轴、传动轴和转轴的应用特点427

心轴、传动轴和转轴的应用特点二、轴上零件的固定轴上零件的固定包括轴向固定和周向固定。轴向固定的目的是保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件做轴向移动，并能承受轴向力。轴上零件的常见轴向固定方法如图所示。周向固定的目的是保证轴能够可靠地传递运动和转矩，防止零件与轴产生相对转动。轴上零件的常见周向固定方法如图所示。428429轴上零件的常见轴向固定方法a）圆螺母固定b）轴肩固定430轴上零件的常见轴向固定方法c）套筒固定d）弹性挡圈固定e）紧定螺钉与挡圈固定431轴上零件的常见周向固定方法a）键连接固定b）销连接固定c）紧定螺钉固定d）过盈配合固定三、轴的结构如图所示为某齿轮减速器中的转轴。轴上各段按其作用可分别称为轴颈（配合轴颈和支承轴颈）、轴身、轴头、轴肩和轴环等。432某齿轮减速器中的转轴轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工，便于轴上零件的装配和使用、维修，并且能提高生产率、降低成本。一般来说，轴的结构越简单，工艺性就越好。所以，在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化。（1）轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。（2）台阶轴的直径应该是中间大、两端小，以便于轴上零件的装拆。轴上常见的工艺结构如图所示。433轴上常见的工艺结构1—闷盖2—箱体3、6—挡油环4—蜗轮5—A型普通平键7—透盖8—轴（3）轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，以便于轴上零件的装拆，避免划伤配合表面，减小应力集中。应尽可能使倒角（或圆角）半径相同，以便于加工。（4）若轴上需要切制螺纹或进行磨削，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。（5）当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在同一母线上，以利于加工。434螺纹退刀槽砂轮越程槽*四、轴的强度计算对于承受不同载荷的轴，其强度计算的方法也有所不同，其中传动轴按抗扭强度条件计算，心轴按抗弯强度条件计算，转轴按弯扭组合强度条件计算。1.传动轴的强度计算传动轴工作时承受扭矩，轴的抗扭强度取决于轴的材料及其组织状态、轴的形状、截面尺寸、轴所承受的扭矩及其工作状况。4352.心轴的强度计算心轴工作时承受弯矩，在一般情况下载荷方向不变，其抗弯强度取决于轴的材料及其组织状态、截面形状与尺寸、轴所承受的弯矩。3.转轴的强度计算转轴工作时同时承受弯矩和扭矩的作用，对一定结构的轴，轴的支点位置及轴上所承受载荷的大小、方向和作用点均已确定，依据已知条件即可求出轴的支承反力，画出弯矩图、扭矩图和合成弯矩图，按弯扭组合强度校核危险截面的轴径。436§6-2滑动轴承437一、滑动轴承的结构、特点和应用滑动轴承主要由轴颈、轴瓦、轴承座以及将润滑油送入摩擦表面的润滑与密封装置等组成。用于装轴瓦或轴套的壳体称为滑动轴承座，径向滑动轴承中与轴颈相配的圆筒形整体零件称为轴套，与轴颈相配的对开式零件称为轴瓦。438滑动轴承a）滑动轴承座b）轴套c）轴瓦常用滑动轴承的结构、特点和应用见下表。439常用滑动轴承的结构、特点和应用440常用滑动轴承的结构、特点和应用441常用滑动轴承的结构、特点和应用*二、滑动轴承的失效形式1.磨损滑动轴承为滑动摩擦，工作面必会有磨损，如再有灰尘、金属微粒等杂物进入更会使磨损加剧，使轴承失去原有的正确配合精度。2.胶合滑动轴承在高速重载时，由于工作面局部温度升高，引起润滑失效，导致轴承两金属表面直接接触且互相熔粘在一起，称为胶合。4423.疲劳脱落疲劳脱落是指轴承负载表面在长时间剪应力作用下形成细小裂痕，然后渐渐延伸到表面，随后出现裂块脱落，形成所谓“剥皮现象”。4.腐蚀轴承合金腐蚀一般是因为润滑油不纯，润滑油中的化学杂质使轴承合金氧化而生成酸性物质，导致轴承合金部分脱落，形成无规则的微小裂孔或小凹坑，使轴承失效。443§6-3滚动轴承444一、滚动轴承的结构如图所示，滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体（滚子）和保持架等组成。内圈装在轴颈上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内固定不动。内、外圈上设置有滚道，当内、外圈相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。常见的滚动体形状如所示。保持架的作用是分隔开两个相邻的滚动体，以减少滚动体之间的碰撞和磨损。常见保持架的结构如图所示。445446滚动轴承a）球轴承b）滚子轴承常见的滚动体形状a）球滚子b）圆柱滚子c）圆锥滚子d）滚针e）球面滚子447常见保持架的结构a）球滚子用保持架b）圆锥滚子用保持架c）圆柱滚子用保持架d）滚针用保持架 e）推力圆柱滚子轴承用保持架f）推力球轴承用保持架二、滚动轴承的类型、特点和应用常用滚动轴承的类型、特点和应用见下表。448常用滚动轴承的类型、特点和应用449常用滚动轴承的类型、特点和应用450常用滚动轴承的类型、特点和应用451常用滚动轴承的类型、特点和应用三、滚动轴承的代号滚动轴承的类型很多，同一类型的轴承又有各种不同的结构、尺寸、公差等级和技术性能等。452深沟球轴承a）不同尺寸的轴承b）带防尘盖的轴承c）外圈上有止动槽的轴承453

滚动轴承代号的构成滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成，其中基本代号是滚动轴承代号的核心。1.基本代号基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，一般由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。2.前置代号和后置代号前置代号和后置代号是轴承代号的补充，只有在轴承的结构形状、尺寸、公差、技术要求等有所改变时才使用，一般情况下可部分或全部省略，其详细内容请查阅《滚动轴承代号方法》（GB/T 272—2017）等。4543.滚动轴承代号示例滚动轴承代号示例如下：455四、滚动轴承的选用原则1.载荷的类型机器中的转动零件通常要由轴和轴承来支承。作用在轴承上的载荷按方向不同有沿半径方向作用的径向载荷，有沿轴线方向作用的轴向载荷，以及同时有径向、轴向作用的联合载荷。2.滚动轴承类型的基本选用原则各类滚动轴承有不同的特性，因此选择滚动轴承类型时，必须根据轴承实际工作情况合理选择，一般应考虑的因素包括轴承所受载荷的大小、方向和性质，轴承的转速以及调心性能要求。456第8章液压传动与气压传动457§8-1液压传动与气压传动的工作原理§8-2液压传动气压传动§8-3§8-1液压传动与气压传动的工作原理458一、液压传动1.液压传动的基本原理它是一种非常典型的液压传动设备，它利用活塞、缸体等元件，通过液压油（油液）将机械能转换为液压能（压力能），再转换为机械能。液压千斤顶的工作原理如图所示。459液压千斤顶460液压千斤顶的工作原理1—杠杆手柄2—小缸体3—小活塞4、7—单向阀5—吸油管6、10—管道8—大缸体9—大活塞11—截止阀12—油箱（1）液压泵吸油当提起杠杆手柄1使小活塞3向上移动时，小活塞下端油腔容积增大，形成局部真空，这时单向阀4打开，通过吸油管5从油箱12中吸油。（2）液压泵压油当用力压下杠杆手柄1时，小活塞3下移，小缸体2的下腔压力升高，单向阀4关闭，单向阀7打开，小缸体2下腔的油液经管道6输入大缸体8的下腔，迫使大活塞9向上移动，顶起重物。再次提起杠杆手柄1吸油时，单向阀7关闭，使大缸体8中的油液不能倒流。461（3）液压缸泄油打开截止阀11，大缸体下腔的油液通过管道10、截止阀11流回油箱。大活塞9在重物和自重的作用下向下移动，回到原位。通过以上分析，可总结出液压传动的工作原理：液压传动以液压油为工作介质，通过动力元件（液压泵）将原动机的机械能转换为液压油的压力能；再通过控制元件，借助执行元件（液压缸或液压马达）将压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或旋转运动；通过控制元件对压力和流量的调节，可以调节执行元件的力和速度。4622.液压系统的组成（1）动力部分动力部分将原动机输出的机械能转换为油液的压力能。（2）执行部分执行部分将液压泵输入的油液压力能转换为带动机构工作的机械能。（3）控制部分控制部分用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。（4）辅助部分辅助部分与动力部分、执行部分、控制部分一起组成一个系统，起储油、过滤、测量和密封等作用，以保证系统正常工作。（5）工作介质液压系统的工作介质是指传递能量的液体介质，即各种液压油。4633.液压元件的图形符号与液压系统回路图如上图所示液压千斤顶的工作原理图直观性强，容易理解，但绘制起来比较麻烦，系统中元件数量多时绘制更加不便，为了简化原理图的绘制，系统中各元件可用图形符号表示，如图所示。464液压千斤顶液压回路图1、3—油箱2—液压泵4—截止阀5—液压缸4.液压传动的应用特点（1）液压传动的优点1）传动平稳。油液有吸振能力，在油路中还可以设置液压缓冲装置。2）质量小，体积小。在输出同样功率的条件下，液压传动设备的体积和质量与机械传动相比要小很多，因此惯性小、动作灵敏。3）承载能力强。液压传动易于获得很大的力和转矩，因此广泛用于压力机、隧道掘进机、万吨轮船舵机和万吨水压机等。4）易实现无级调速。液压传动可实现液体流量的无级调速。调速范围很大，最高可达2000∶1，容易获得极低的速度。4655）易实现过载保护。液压系统中较易设置安全保护装置，能够自动防止过载，避免发生事故。6）能自润滑。由于采用液压油作为工作介质，液压传动装置能够自润滑，因此液压元件的使用寿命较长。7）易实现复杂动作。液体的压力、流量和方向较容易实现控制，再配合电气控制装置，易实现复杂的自动工作循环。8）液压元件已实现系列化、标准化和通用化。466（2）液压传动的缺点1）制造精度要求高。液压元件的技术要求高，对加工和装配的要求较高，对使用和维护的要求比较严格。2）定比传动困难。液压传动以液压油作为工作介质，在相对运动表面间不可避免地存在泄漏，因此不宜应用在传动比要求严格的场合。3）油液受温度的影响大。由于油液的黏度随温度的改变而改变，故不宜应用在高温或低温的工作环境中。4674）不宜远距离输送动力。由于采用油管传输液压油，压力损失较大，故不宜远距离输送动力。5）油液中的空气影响工作性能。液压系统在工作时，油液中易混入空气，从而影响工作性能。如容易引起爬行、振动和噪声，使系统的工作性能受到影响。6）油液容易被污染。油液被污染后会影响系统工作的可靠性。7）发生故障不容易排查与排除。液压系统是一个整体，发生故障后很难找到故障点，只能逐一排查。4685.液压系统的基本参数（1）压力液压传动是以液体作为工作介质进行能量转换的，压力是液压传动中最基本、最重要的参数之一。液压传动中所说的压力一般是指液体的静压力，即液体在静止时的压力。静止液体的质点间没有相对运动，也就不存在摩擦力，故静止液体表面只有法向力。469在液压传动中，由于油液的自重而产生的压力一般很小，可忽略不计。所以，液压系统的压力是指液体在单位面积上所受的法向作用力，用

p

表示，即p=F/A式中p——压力，N/m2

或Pa，1Pa=1N/m2；

F——法向力，N；

A——受力面积，m2。470（2）流量和流速1）流量。液压传动是依靠流动的有压液体来传递动力的，单位时间内流过某一通道截面的液体体积称为流量。2）流速。流速是指液体流质点在单位时间内所移动的距离。由于黏性的作用，管道内同一截面上各点的流速不同，一般以平均流速作为管道流速。471二、气压传动1.气压传动的工作原理及组成气压传动技术在机械加工设备上应用非常广泛，气动夹具在各种切削机床上被广泛应用。如图所示为数控铣床上使用的气动平口钳传动系统，气缸的活塞杆伸出时气动平口钳夹紧工件，活塞杆缩回时松开工件。该系统由空气压缩机、气动三联件（包括手动排水过滤器、带压力表的减压阀和油雾器）、旋钮式二位三通换向阀、单气控二位五通换向阀和气缸等组成。472473数控铣床上使用的气动平口钳传动系统a）设备组成图b）气动回路图1—空气压缩机2—手动排水过滤器3—减压阀4—压力表5—油雾器6—旋钮式二位三通换向阀7—单气控二位五通换向阀8—气缸（1）气动平口钳工作过程分析上图可知，空气压缩机产生的压缩空气，先进入手动排水过滤器滤除水分、油分及其他杂质，然后经减压阀降压后进入油雾器，与油雾器产生的雾状润滑油混合后，分别输送给信号控制元件（旋钮式二位三通换向阀6）和气动控制元件（单气控二位五通换向阀7）。信号控制元件通过气压控制气动控制元件动作，气动控制元件通过分别接通气缸两侧内腔实现气动平口钳活动钳口的左右移动。474（2）气压传动的工作原理通过分析气动平口钳的工作过程，可总结出气压传动的工作原理：气压传动是以压缩空气为工作介质，靠压缩空气的压力传递动力或信息的流体传动；传递动力的系统将压缩空气经由管路和控制阀输送给执行元件，把压缩空气的压力能转换为机械能，以驱动负载运动。475（3）气动系统的组成及各部分的作用通过分析气动平口钳气动系统可知，气动系统一般由下列五部分组成。1）气源装置。气源装置是指产生、处理和储存压缩空气的装置，其主要设备是空气压缩机，复杂的气源装置（空气压缩站）还包括压缩空气的净化和储存装置。2）执行元件。执行元件是把压缩空气的压力能转换成机械能，以驱动工作机构运动的元件，一般为做直线运动的气缸或做旋转运动的气马达。4763）控制调节元件。控制调节元件是对气动系统中气体的压力、流量和流动方向进行控制和调节的元件，如减压阀、节流阀、换向阀等，这些元件的不同组合构成了不同功能的气动系统。4）辅助元件。辅助元件是指除以上三种元件以外的其他元件，如过滤器、油雾器、消声器等。5）工作介质。气动系统中所使用的工作介质是清洁的空气。4772.气压传动的特点（1）气压传动的优点1）工作介质为空气，来源经济、方便，用过之后可直接排入大气，不污染环境。2）由于空气流动损失小，压缩空气可集中供气、远距离输送，且对工作环境的适应性强，可应用于易燃、易爆场所。3）气压传动具有动作迅速、反应快、管路不易堵塞等优点，且不存在介质变质、补充和更换等问题。4）气压传动装置结构简单，质量小，安装、维护简单。5）由于空气具有可压缩性，因此气动系统能够实现过载自动保护。478（2）气压传动的缺点1）由于空气具有可压缩性，因此气缸或气马达的动作速度受负载的影响较大。2）由于气动系统工作压力较低（一般为0.3～1.0MPa），因此气动系统输出的动力较小。3）工作介质没有自润滑性，需要另设润滑装置。4）噪声大。479§8-2液压传动480一、液压动力元件液压系统的动力元件主要是指液压泵。它是把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能的装置。其作用是为液压系统提供液压油。1.液压泵的工作原理如图所示为液压泵的工作原理图，当活塞向上运动时，油腔容积增大，液压泵吸油；当活塞向下运动时，油腔容积减小，液压泵压油。其中，单向阀随着吸、压油的不同而打开、关闭不同的油路。481482液压泵的工作原理图2.液压泵的类型及图形符号（1）液压泵的类型液压泵的种类很多，按照结构不同，可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等；按其输油方向能否变化，可分为单向泵和双向泵；按其输出的流量能否调节，可分为定量泵和变量泵；按其额定压力的高低，可分为低压泵、中压泵、高压泵等。常用液压泵见下表。483484

常用液压泵485

常用液压泵（2）常见液压泵的图形符号486常见液压泵的图形符号二、液压执行元件1.液压缸的结构与工作原理液压缸的结构如图所示，它一般由缸筒、缸盖、活塞、活塞杆等组成。在结构中主要参数是缸筒直径（D）、活塞杆直径（d）以及活塞的有限行程（L=l1+l2）。在工作过程中，一端进油，另一端回油，液压油作用在活塞上形成一定的推力使活塞杆前伸或后缩。487液压缸的结构2.液压缸的类型及图形符号488液压缸的类型及图形符号489液压缸的类型及图形符号三、液压控制元件在液压系统中，为了控制与调节液流的方向、压力和流量，以满足工作机械的各种要求，就要用到液压控制元件，即液压控制阀。液压控制阀又称液压阀，简称阀。液压控制阀是液压系统中不可缺少的重要元件。根据用途和工作特点不同，液压控制阀分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三大类。4901.方向控制阀方向控制阀用来控制油液流动的方向，按用途分为单向阀和换向阀两种。（1）单向阀单向阀的作用是保证通过阀的液流只向一个方向流动而不能反方向流动，单向阀一般由阀体、阀芯和弹簧等零件构成，如图所示。491单向阀a）实物图b）原理图c）图形符号（2）换向阀1）换向阀的结构和工作原理。换向阀按结构可分为滑阀式换向阀和转阀式换向阀，其中滑阀式换向阀应用最为普遍。滑阀式换向阀的工作原理如图所示，其变换油液的流向是利用阀芯相对阀体的滑动来实现的。492滑阀式换向阀的工作原理a）阀芯在中间位置b）阀芯在左位c）阀芯在右位2）换向阀的分类。按阀芯在阀体上的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数分，换向阀有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等类型。不同的位数和通数是由阀体上不同的沉割槽和阀芯上的台肩组合形成的。3）换向阀的符号表示。一个换向阀的完整符号应具有工作位置数、油口通路数和在各工作位置上阀口的连通关系、控制方法以及复位、定位方法等。493各类换向阀的符号见下表。494各类换向阀的符号4）三位四通换向阀的中位机能。三位四通换向阀处于中位（常态位）时，各油口间有不同的连接方式，以满足不同的使用要求。这种常态位时各油口的连通方式称为三位四通换向阀的中位机能。中位机能不同，中位时对系统的控制性能也就不同。495常见的三位四通换向阀的中位机能496常见的三位四通换向阀的中位机能2.压力控制阀压力控制阀简称压力阀，用来控制液压系统中的压力，或利用系统中的压力变化来控制其他液压元件的动作，它是利用作用于阀芯上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作的。（1）溢流阀如图所示为溢流阀的工作原理图，其中，弹簧用来调节溢流阀的溢流压力。497溢流阀的工作原理图溢流阀可分为直动式溢流阀和先导式溢流阀，其种类、工作原理和图形符号见下表。498溢流阀的种类、工作原理和图形符号（2）减压阀减压阀在液压系统中的作用主要有：降低系统某一支路的油液压力；使同一系统有两个或多个不同压力。根据结构和工作原理不同，减压阀可分为直动式减压阀和先导式减压阀两种。499直动式减压阀a）实物图b）原理图c）图形符号500先导式减压阀a）实物图b）原理图c）图形符号1—主阀芯2—主阀阀体3—主阀弹簧4—调压螺母5—调压弹簧6—先导阀阀体7—锥阀（3）顺序阀顺序阀在液压系统中的作用主要是利用液压系统中的压力变化来控制油路的通断，从而使某些液压元件按一定的顺序动作。根据结构和工作原理的不同，顺序阀可分为直动式顺序阀和先导式顺序阀两种，一般多使用直动式顺序阀。501顺序阀a）实物图b）原理图c）图形符号3.流量控制阀流量控制阀（简称流量阀）在液压系统中的作用是控制液压系统中液体的流量。502流量控制阀四、液压辅助元件液压辅助元件也是液压系统的基本组成之一。常用的液压辅助元件有过滤器、蓄能器、油管、管接头、油箱等，见下表。503

常用的液压辅助元件五、液压系统基本回路液压系统基本回路是指由某些液压元件和辅助元件所构成的能完成某种特定功能的回路。液压基本回路按功能可分为方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和顺序动作控制回路等。如图所示压碎机控制回路，当三位四通换向阀7左位得电时，活塞伸出压碎废旧汽车；当阀7右位得电时，活塞杆收回。其中，节流阀6可以调节活塞杆的速度，溢流阀4用来控制系统的压力。构成压碎机的基本回路见下表。504505压碎机控制回路a）工作原理图b）图形符号图1—油箱2—单向定量泵3—电动机4—溢流阀5—过滤器6—节流阀7—换向阀8—液压缸506构成压碎机的基本回路507构成压碎机的基本回路508构成压碎机的基本回路509构成压碎机的基本回路六、MJ-50型数控车床液压系统如图所示，MJ-50型数控车床中由液压系统实现的动作有卡盘的夹紧与松开、刀架的转位与夹紧、尾座套筒的伸出与缩回。液压系统中各电磁阀的电磁铁动作由数控系统的计算机控制实现。液压系统采用变量泵2供油，系统压力调至4MPa，压力由压力表4显示，泵输出的液压油经单向阀3进入系统，该液压系统的工作原理如下。510511MJ-50型数控车床的液压系统1—过滤器2—变量泵3—单向阀4、9、19—压力表5、6、17—先导式减压阀7—二位三通电磁换向阀（弹簧复位）8—二位四通电磁换向阀10—卡盘液压缸11—O型三位四通电磁换向阀12、13、20—单向调速阀14—刀架转位双向液压马达15—二位四通电磁换向阀（弹簧复位）16—刀架夹紧液压缸18—Y型三位四通电磁换向阀21—尾座套筒液压缸1.卡盘的夹紧与松开（1）卡盘高压夹紧卡盘高压夹紧时，MB2、MB3断电，MB1通电，换向阀7和8均在左位工作，其油路如下。进油路：过滤器1→变量泵2→单向阀3→先导式减压阀5→二位三通电磁换向阀7（左位）→二位四通电磁换向阀8（左位）→卡盘液压缸10右腔。回油路：卡盘液压缸10左腔→二位四通电磁换向阀8（左位）→油箱。这时液压缸活塞左移使卡盘夹紧工件，夹紧力的大小由先导式减压阀5调节。由于减压阀5的调定值高于减压阀6，所以卡盘处于高压夹紧状态。512（2）卡盘低压夹紧当夹紧薄壁工件时，需要低夹紧力。这时MB3通电，二位三通电磁换向阀7切换至右位工作。液压泵输出的液压油只能经先导式减压阀6进入卡盘液压缸10右腔，实现低夹紧力夹紧工件。其油路与高压夹紧油路基本相同。513（3）卡盘松开卡盘需要松开时，让MB1断电、MB2通电，二位四通电磁换向阀8切换至右位工作，液压泵输出的液压油经换向阀8后，进入卡盘液压缸10的左腔，活塞右移，卡盘松开，其油路如下。进油路：过滤器1→变量泵2→单向阀3→先导式减压阀5（或6）→二位三通电磁换向阀7左位（或右位）→二位四通电磁换向阀8（右位）→卡盘液压缸10左腔。回油路：卡盘液压缸10右腔→二位四通电磁换向阀8（右位）→油箱。5142.刀架的转位与夹紧刀架换刀时，首先是刀架松开，然后刀架转位到指定位置，最后是刀架夹紧。刀架的松开与夹紧由刀架夹紧液压缸16执行，刀架的转位则由刀架转位双向液压马达14完成。该系统有两条支路。一条支路由O型三位四通电磁换向阀11、单向调速阀12和单向调速阀13组成，通过换向阀11的切换使液压马达14正、反转，即实现刀架正、反转。单向调速阀12和单向调速阀13使液压马达14在正、反转时都能通过进油节流调速来调节刀架的旋转速度。另一条支路通过二位四通电磁换向阀15的切换控制刀架的松开与夹紧，该油路比较简单。515油路如下。（1）刀架松开进油路：过滤器1→变量泵2→单向阀3→二位四通电磁换向阀15（右位）→刀架夹紧液压缸16下腔。回油路：刀架夹紧液压缸16上腔→二位四通电磁换向阀15（右位）→油箱。516（2）刀架旋转刀架顺时针旋转与逆时针旋转的进、回油路相反，下面分析刀架逆时针旋转时的进油路和回油路。进油路：过滤器1→变量泵2→单向阀3→O型三位四通电磁换向阀11（左位）→单向调速阀12的调速阀→刀架转位双向液压马达14。回油路：刀架转位双向液压马达14→单向调速阀13的单向阀→O型三位四通电磁换向阀11（左位）→油箱。（3）刀架夹紧进油路：过滤器1→变量泵2